전기차 충전 속도, 1000배 빨라진다.

전기차 충전 속도, 1000배 빨라진다.

국내 연구진이 기존 구조에 비해 충전 속도가 1000배 이상 빠른 슈퍼 커패시터(super capacitor) 기술을 개발하여 전기 자동차 등에 차세대 에너지 저장 장치로 쓰일 수 있을 전망이다. 이효영 성균관대 교수(화학과)와 윤여흥 박사 연구팀은 그래핀 조각을 수직으로 세워 충전. 방전 속도를 획기적으로 높인 고성능 슈퍼 커패시터(super capacitor) 기술을 개발했다고 2014.04.16일 밝혔다.

슈퍼 커패시터(super capacitor)는 이차 전지를 잇는 차세대 에너지 저장 장치로, 리튬 이온 전지에 비해 출력이 높아 전기 자동차, 풍력 발전기 등 고출력이 필요한 전자 장치에 적합하다. 전도성 전극 소재에서 전해질 이온들을 흡착(충전) 및 탈착(방전)하는 방식으로 전기를 생산하기 때문에 전극에 전해질 이온이 많이 흡착될수록 전기를 많이 흘려보낼 수 있다.

연구팀은 탄소 나노 튜브로 산화 그래핀 필름을 만든 후, 절단 및 열처리를 통해 수직 구조에 전도성과 전극 밀도가 높은 그래핀 조각 전극을 만들었다. 또 충전. 방전이 빠르게 이뤄지게 하기 위해 산화 그래핀 조각 시트 사이에 탄소 나노 튜브를 위치시켜 시트 사이에 규칙적인 기공이 만들어지게 했다.

이렇게 만든 전극은 기존 콘덴서(커패시터)에 쓰이는 분말 형태, 수평 구조 그래핀에 비해 충전. 방전 속도가 1000배 이상 빨랐다. 에너지 저장 용량도 약 3배 높고, 전극 밀도 또한 기존 활성탄이나 그래핀 대비 2배 이상 높았다.

이효영 교수는 "이 기술은 향후 소형 에너지 저장 장치나 적은 부피를 요하는 전자 기기, 전기 자동차, 고속 충전이 필요한 차세대 에너지 저장 장치 등에 응용될 것"이라고 말했다.

이 연구는 미래 창조 과학부와 한국 연구 재단 지원 하에 이뤄졌으며, 연구 결과는 미국 화학회가 발간하는 나노 분야 국제 학술지 `ACS 나노' 2014.04.02일자 온라인판에 게재됐다. (디지털타임스, 입력: 2014.04.16일)